Программируемые логические контроллеры ПЛК-100
ПЛК-150
Цель работы : изучить Программируемый логический контроллер ОВЕН ПЛК150 и принцип его действия
Программируемый логический контроллер ОВЕН ПЛК150 предназначен для создания систем автоматизированного управления технологическим оборудованием в различных областях промышленности, жилищно-коммунального и сельского хозяйства.
Логика работы ПЛК150 определяется потребителем в процессе программирования контроллера. Программирование осуществляется с помощью системы программирования CoDeSys 2.3.
Контроллер ОВЕН ПЛК150 выпускается в корпусе, предназначенном для крепления на DIN-рейке 35 мм. Подключение всех внешних связей осуществляется через разъемные соединения, расположенные по двум боковым и передней (лицевой) сторонам контроллера. Открытие корпуса для подключения внешних связей не требуется. Схематический внешний вид контроллера показан на рис. 16.
На боковой стороне расположены разъемы интерфейсов Ethernet и RS-485.На лицевой панели расположен порт Debug RS-232, предназначенный для связи со средой программирования, загрузки программы и отладки. Подключение к этому порту осуществляется кабелем, входящим в комплект поставки. Также порт Debug RS-232 может быть использован для подключения устройств, работающих по протоколам Modbus, ОВЕН и DCON.
По обеим боковым сторонам контроллера расположены клеммы для подключения дискретных датчиков и исполнительных механизмов. Схемы подключения приведены на рис. 16.
Рис. 16. Внешний вид и подключение питания, входов и выходов
Любой дискретный вход ПЛК150 может работать в режиме аппаратного счетчика или триггера (частота до 10 кГц при скважности 50%), к двум дискретным входам можно подключить энкодер (частота импульсов до 10 кГц). Частота обработки аппаратных счетчиков и обработчиков энкодера не зависит от времени выполнения цикла ПЛК.
На переднюю панель контроллера выведена светодиодная индикация о состоянии дискретных входов и выходов, о наличии питания и о наличии связи со средой программирования CoDeSys.
Также на передней панели имеются две кнопки: кнопка, предназначенная для запуска и остановки программы в контроллере и скрытая кнопка, предназначенная для перезагрузки контроллера. Нажать кнопку возможно только тонким заостренным предметом.
В корпусе контроллера расположен маломощный звуковой излучатель, управляемый из пользовательской программы как дополнительный дискретный выход. Звуковой излучатель может быть использован для функций аварийной или иной сигнализации или для отладочных нужд. Частота звукового сигнала излучателя фиксированная и не поддается настройке.
Контроллер ПЛК150 оснащен встроенными часами реального времени, имеющими собственный аккумуляторный источник питания. Энергии полностью заряженного аккумулятора хватает на непрерывную работу часов реального времени в течение 6 месяцев (при температуре 15–35°С). В случае износа аккумулятора, не полной его зарядки, а также при работе при более низких температурах время работы часов реального времени может сократиться.
Аккумулятор, используемый для питания часов реального времени, дополнительно используется как источник аварийного питания микропроцессора контроллера. При случайном отключении основного питания контроллер переходит на аварийное питание и сохраняет промежуточные результаты вычислений и работоспособность интерфейсов Ethernet в течение 10 минут. Светодиодная индикация и выходные элементы контроллера при этом не запитываются и не функционируют. При включении основного питания во время работы на аварийном питании контроллер сразу приступает к выполнению пользовательской программы, не тратя время на загрузку и сохраняя все промежуточные результаты вычислений. После 10 мин. работы на аварийном питании контроллер записывает Retain-переменные в энергонезависимую память и отключается. Часы реального времени остаются в рабочем состоянии. После включения основного питания контроллер загружается и запускает программу пользователя (если установлена опция автозапуска). Время работы от аварийного источника питания может быть автоматически скорректировано самим контроллером в зависимости от степени зарядки аккумулятора и температуры окружающей среды. Для полной зарядки аккумулятора требуется не менее пяти часов бесперебойной подачи основного питания. Во время загрузки контроллера его выходы переводятся в заранее заданное «безопасное состояние», в которых находятся до полной загрузки контроллера и запуска пользовательской программы.
Условное обозначение контроллера
Рис. 17 – Условное обозначение контроллера
Напряжение питания:
220 В переменного тока;
24 В постоянного тока;
Тип встроенных аналоговых выходных элементов:
И – цифроаналоговый преобразователь "параметр – ток 4...20 мА"
У – цифроаналоговый преобразователь "параметр – напряжение 0...10 В"
А – цифроаналоговый преобразователь "параметр – ток 4...20 мА или напряжение 0...10 В"
Размер лицензионного ограничения на область ввода-вывода:
L – ограничение в 360 байт
M – без ограничения
Примеры условного обозначения контроллера при заказе:
ПЛК150-24.И-L – контроллер с номинальным напряжением питания 24 В постоянного тока, оснащенный встроенными цифроаналоговыми преобразователями "параметр – ток 4...20 мА" и имеющий лицензионное ограничение на размер области ввода-вывода в 360 байт.
ПЛК150-220.А-М – контроллер с номинальным напряжением питания 220 В переменного тока, оснащенный встроенными цифроаналоговыми преобразователями "параметр – ток 4...20 мА или напряжение 0...10 В" и не имеющий лицензионного ограничения на размер области ввода-вывода.
Основные технические характеристики, характеристики входных сигналов и характеристики встроенных выходных элементов контроллера ПЛК150 приведены в таблицах 7, 8, 9.
Таблица 7-Основные технические характеристики контроллера
| Параметр | Значение | |
| Объем энергонезависимой памяти хранения ядра CoDeSys программ и архивов | 4 МВ | |
| Размер Retein-памяти | 4 кВ | |
| Время выполнения цикла ПЛК | Минимальное 250 мкс, типовое от 1 мс | |
| Дискретные Входы | ||
| Количество дискретных входов | ||
| Гальваническая изоляция дискретных входов | есть, групповая | |
| Электрическая прочность изоляции дискретных входов | 1,5 кВ | |
| Максимальная частота сигнала, подаваемого на дискретный вход | 1 кГц при программной обработке 10 кГц при применении аппаратного счетчика и обработчика энкодера | |
| Дискретные Выходы | ||
| Количество дискретных выходов | 4 э/м реле | |
| Характеристики дискретных выходов | То коммутации до2А при напряжении не более 220 В 50 Гц и cosφ>0,4 | |
| Гальваническая изоляция дискретных выходов | есть, индивидуальная | |
| Электрическая прочность изоляции дискретных выходов | 1,5 кВ | |
| Аналоговые входы | ||
| Количество аналоговых входов | ||
| Типы поддерживаемых унифицированных входных сигналов | Напряжение 0…1 В, 0…10 В, -50…+50 мВ. Ток 0…5 мА, 0(4)…20 мА. Сопротивление 0…5 кОм | |
| Общие сведения | ||
| Конструктивное исполнение | Унифицированный корпус для крепления на DIN-рейку, длина 105мм (6U), шаг клемм 7,5мм | |
| Степень защиты корпуса | IP20 | |
| Напряжение питания: ПЛК 150-24 | 18…29 В постоянного тока (номинальное 24В) | |
| Продолжение таблицы 7 | ||
| ПЛК 150-220 | 90…264 В переменного тока (номинальное 220 В) частотой 47…63 Гц | |
| Потребляемая мощность | 6 Вт | |
| Индикация передней панели | 1 индикатор питания 6 индикаторов состояния дискретных входов 4 индикатора состояния выходов 1 индикатор наличие связи с CoDeSys 1 индикатор работы программы пользователя | |
| Ресурсы | ||
| Центральный процессор | 32-х разрядный RISC-процессор 200 МГц на базе ARM9 | |
| Объем оперативной памяти | 8 МВ | |
| Время опроса одного аналогового входа | 0,5 с | |
| Предел основной приведенной погрешности измерения аналоговыми входами | 0,5 % | |
| Гальваническая изоляция аналоговых входов | Отсутствует | |
| Аналоговые выходы | ||
| Количество аналоговых выходов | ||
| Разрядность ЦАП | 10 бит | |
| Тип выходного сигнала: ПЛК 150-И | Ток 4…20 мА | |
| ПЛК 150-У ПЛК 150-А | Напряжение 0…10 В Ток 4…20 мА или напряжение 0…10 В | |
| Питание аналоговых выходов | встроенное, общее на все выходы | |
| Гальваническая изоляция аналоговых выходов | есть, групповая | |
| Электрическая прочность изоляции аналоговых выходов | 1,5 кВ | |
| Интерфейс связи | ||
| Интерфейсы | Ethernet 100 Base-T RS-232 RS-485 | |
| Скорость обмена по интерфейсам RS | от 4800 до 115200 bps | |
| Протоколы | ОВЕН ModBus-RTU, ModBus-ASCII DCON ModBus-TCP GateWay (простокол CoDeSys) | |
| Программирование | ||
| Среда программирования | CoDeSys 2.3 | |
| Интерфейс для программирования и отладки | RS-232 или Ethernet | |
Таблица 8 - Характеристики дискретных входных сигналов
| Модификация контроллера | Сигнал, подаваемый на дискретный вход | Комментарий |
| ПЛК 150-24 | 29…17 В – логическое значение 1 5…0 В – логическое значение 0 | Вход срабатывает при протекающем через него токе не менее 3 мА |
| ПЛК 150-220 | С помощью сухого контакта или ключа, коммутирующего общую клемму дискретных входов и клемму конкретного входа | Суммарное сопротивление контакта или линии подключения должно быть не более 100 Ом |
Таблица 9 - Характеристики встроенных аналоговых выходных элементов
| Обозначение при заказе | Наименование | Характеристики |
| И | Цифроаналоговый преобразователь «параметр - ток 4…20 мА» | Сопротивление нагрузки от 0 до 900 Ом |
| У | Цифроаналоговый преобразователь «параметр – напряжение 0…10 В» | Сопротивление нагрузки от 2 кОм |
| А | Цифроаналоговый преобразователь «параметр – ток 4…20 мА или напряжение 0…10 В» | Сопротивление нагрузки от 150 до 900 Ом для токового сигнала и свыше 10 кОм для сигнала напряжения |
Лабораторная работа № 8.